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火山“一怒吼”,地球“抖三抖”

2022-04-20水钰

科学大众·小诺贝尔 2022年4期
关键词:火山口汤加汽化

水钰

汤加,美丽与危险并存

汤加由170多个大小不等的岛屿组成,是太平洋岛国中历史最为悠久的王国。因为地处太平洋西部赤道附近、国际日期变更线的西侧,汤加有幸迎来世界上第一缕阳光,是世界上最先开始新一天的国家,也被称为“日出之国”。

除了享有碧海、蓝天、白沙滩,汤加还有原始的海岛风光、茂密的热带雨林、海水涌入礁石时形成的独特喷泉、成群的座头鲸……可谓是美丽的仙境。

但是,美丽的汤加也是一个身处危地的国家。它位于环太平洋火山地震带上,国土基本都是由火山喷发生成的。这次火山喷发的洪阿哈阿帕伊岛在汤加首都努库阿洛法以北约65千米。这里是高度活跃的汤加-克马德克群岛火山弧的一部分,它是火山弧上最著名的一座火山岛,2014年由火山喷发形成,其后的7年间,不间断的火山喷发持续塑造,让它从无到有,生成为一座岛屿。

而这一次的喷发,让它从有到无。在火山喷发后的第三天,卫星采集到了火山口附近区域令人震惊的景象:300万平方米的洪阿哈阿帕伊岛几乎完全被海水淹没,仅剩岛屿西南部16.5万平方米和东南部2万平方米的火山锥露出水面。

引发严重的连锁反应

这次汤加火山的喷发如此快速和猛烈,十分罕见。喷发导致强烈地震所引发的海啸,波及范围已经覆盖大半个太平洋,包括邻国斐济和萨摩亚,远至日本、美国、澳大利亚和新西兰。

为什么这一次的海啸影响范圍这么大呢?海啸属于一种长周期的重力波,它的波长可达数百千米,传播速度可以达到每小时700千米以上。长周期的重力波具有长途奔袭的能力,所以越洋海啸会对数千千米以外的地区产生影响。经过初步分析,此次海啸主要是由火山喷发引起火山口崩塌或滑坡造成的可能性最大。加之火山喷发引发的气压扰动也可能扩大海啸的规模,加剧海啸的影响。此次火山喷发释放的能量是近20年来全球火山喷发能量最大的一次。

或许有同学会问:水火不容,当海底火山喷发时,炽热的岩浆遇上冰冷的海水,为什么没被浇灭?海水为何没能将火山喷发遏制在海平面以下?

在现实生活中,灭火一般会用水、沙土或者灭火器。人们利用降低温度、隔绝空气的方式来阻止火苗的燃烧。可是,最高温度可达1400℃的岩浆不同于火焰,它依靠放射性元素聚集衰变产生的高温将周围的岩石熔化才得到岩浆,与空气没有多大的关系。因此,海水只能冷却岩浆,无法将其“熄灭”。

考虑到岩浆的能量来源于海底源源不断的供给,海水对岩浆的冷却作用也只是一时的。最终,岩浆会将海水汽化。就如同炒菜时少量的水遇上了热油,油便会立刻四处飞溅。只有当水全部汽化后,锅里的热油才会平静下来。但在茫茫大海中,岩浆也不可能将海水全部汽化,在这一过程中就形成了比陆地上猛烈百倍的海底火山喷发。不仅如此,科学家还认为,熔岩从火山中喷出来的速度过快,海水没有足够的冷却时间;火山口距海面仅150~200米的高度,没有深海的高压帮忙抑制喷发,这些都是造成汤加海底火山剧烈喷发的可能原因。

虽然水火不容,但是火山和海水有着不一般的“缘分”。火山喷发产生的惊人冲击波,以接近音速的速度向外辐射,并在太平洋和大西洋引发了海啸。从卫星拍摄的照片来看,来自火山喷发的冲击波横扫大海,扩展出了太空中肉眼可见的、直径至少为2000千米的一个巨大圆环,席卷周边上百平方千米的海洋。在大气层中形成的声波,如同水波一样,其巨大的声响在斐济、新西兰与澳大利亚都清晰可辨。

生态遭到破坏

猛烈的火山喷发,给汤加人民带来了巨大的灾难。汤加赖以生存的农业、渔业和旅游业都受到火山喷发带来的严重的负面影响。

随着火山的喷发,有的岛屿被摧毁,火山物质也改变了周边的海洋生态。汤加当地的渔业和海洋生物要经历生存环境的变化。大量红色的、褐色的火山浮石漂荡在汤加海面上,绵延几十千米。它们或许很快被推上海岸,或许漂荡千万米,让我们在很久之后仍旧能感受到那罕见火山喷发的毁灭性力量。

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